Ingeniería Planta de Lixiviación de Molibdeno.pdf

Informe de Procesos DESCRIPCIÓN DE OPERACIÓN H-329366-1450- F-RP-001 N° PROYECTO: H-329366 REV. B, PÁGINA 1 DE 24

XSTRATA COPPER - ALTONORTE ING. DE DETALLES DETALLES PLANTA LIXVIACIÓN LIXVIACIÓN MOLIBDENO MOLIBDENO

NOMBRE DEL CLIENTE:

XSTRATA - ALTONORTE A LTONORTE

NOMBRE DEL PROYECTO: UBICACION UBICACION DEL PROYECTO:

ING. DETALLE PTA. LIXIVIACIÓN MOLIBDENO ANTOFAGASTA ANTOFAGASTA , CHILE CHILE

TITULO DEL AREA:

GENERAL Y SERVICIOS

NO. PROYECTO:

H-329366

TITULO DOCUMENTO:

DESCRIPCIÓN DESCRIPCIÓN DE OPERACIÓN OPERACIÓN

NUMERO DOCUMENTO:

B27-1450-49IT-001 (H329366-1450-F-RP-001)

17/04/08 30/04/07

REVISIÓN CLIENTE COORDINACIÓN INTERNA

F.Baxter F. Baxter

B A

FECHA

EMITIDO PARA

POR

REV. REV. N°

L. Rojas CLIENTE

FECHA

E. Molina REVISADO POR

FECHA

C.Lam APROBADO POR

Ingeniería Conceptual Y Básica Planta De Lixiviación De Molibdeno.Doc

FECHA

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DESCRIPCIÓN DE OPERACIÓN H-329366-1450- F-RP-001 N° PROYECTO: H-329366 REV. B, PÁGINA 2 DE 24

Tabla de Contenidos 1.0 GENERAL....... GENERAL ..................... ............................ ........................... ........................... ............................ ........................ ........................ ........................... ........................... ........................... ...................... .........33 1.1 Introducción Introducc ión......... ....................... ........................... ........................... ............................ ........................ ....................... ........................... ............................ ........................... ...................... .........3 3 1.2 Objetivo del Documento ....................... ..................................... ............................ ........................... ........................... ........................... ........................ ........................ ................. 4 1.3 Resumen del Proceso P roceso e Instalaciones Ins talaciones ........................... ......................................... ............................ ........................... ........................ ........................ ................. 4

2.0 RECEPCIÓN Y PREPARACIÓN (1451) ........................... ..................................... ........................ ........................... ........................... ........................... ...................... .........77 2.1 Recepción............ Recepción .......................... ........................... ........................... ............................ ........................ ....................... ........................... ............................ ........................... ...................... .........7 7 2.2 Preparación ....................... .................................... ........................... ........................ ........................ ........................... ........................... ............................ ........................... ...................... .........7 7

3.0 LIXIVIACIÓN y ENFRIAMIENTO (1452)........................... (1452)........................................ ........................ ........................ ........................... ........................... .................... .......10 10 3.1 Lixiviación .......................... ....................................... ........................... ............................ ........................ ....................... ........................... ............................ ........................... ....................1 .......10 0 3.2 Enfriamiento ...................... ................................... ........................... ........................ ........................ ............................ ........................... ........................... ............................ ....................1 ......12 2

4.0 FILTRACIÓN Y LAVADO DE CONCENTRADO CONCENTR ADO (1453) ..................... ................................... ........................... ........................... ........................14 ..........14 4.1 Filtración y Lavado ......................... ....................................... ............................ ........................ ........................ ........................... ........................... ........................... ....................1 .......14 4

5.0 SECADO, ALMACENAMIENTO ALMACEN AMIENTO Y ENVASADO (1454) ........................ ...................................... ............................ ........................ ....................16 ..........16 5.1 Secado, Almacenamiento Almacenam iento y Envasado.............. Envasa do........................... ........................... ............................ ........................ ........................ ...........................16 .............16

6.0 CEMENTACIÓN DE COBRE (1455) ...................... .................................... ............................ ........................ ........................ ........................... ........................... ................. ...17 17 6.1 Cementación ........................ ...................................... ........................... ........................... ............................ ........................ ........................ ........................... ........................... ................. ...17 17 6.2 Filtrado y Envasado ........................... ........................................ ........................... ............................ ........................ ....................... ........................... ............................ ................. ...18 18

7.0 CLORACIÓN (1480) ..................... ................................... ........................... ........................... ............................ ........................... ........................ ........................ ........................... ................. ...20 20 7.1 Cloración...................................... Cloración................................................ ........................ ........................... ........................... ............................ ........................... ........................ ........................20 .............20

8.0 GENERAL Y SERVICIOS (1456)............................ (1456).......................................... ............................ ........................... ........................ ........................ ........................... ................. ...21 21 8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 8.6 8.7 8.8

Sistema de Almacenamiento de Solución Férrica (FeCl 3).............................................................21 Sistema Sistema de Almacenamiento Almacenamiento de Cloruro de Calcio (CaCl 2)............................. ).......................................... ........................... ................. ...21 21 Sistema de Almacenamiento Almace namiento de Ácido Clorhídrico (HCl) ..................... ................................... ............................ ...........................22 .............22 Sistema de Preparación y Almacenamiento de Cal (CaO)............................................................22 Sistema de Manejo Ma nejo de Soluciones Solucione s Ferrosas. Ferrosas . ....................... ..................................... ............................ ........................... ........................... ................. ...22 22 Sistema de Tratamiento T ratamiento y Abatimiento Aba timiento de Gases .......................... ........................................ ............................ ........................... ....................2 .......23 3 Sistema de Abatimiento Abatim iento de Gas Cloro Clo ro ........................... ......................................... ............................ ........................ ........................ ...........................24 .............24 Sistema de Suministro S uministro de Vapor ....................... .................................... ........................... ............................ ........................ ........................ ...........................24 .............24


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Informe de Procesos XSTRATA COPPER - ALTONORTE ING. DE DETALLES PLANTA LIXVIACIÓN MOLIBDENO


1.0 GENERAL 1.1 Introducción Altonorte, perteneciente a Xstrata Copper, desea implementar una planta de lixiviación férrica con el objetivo de remover los contenidos variables de impurezas de cobre y plomo presentes en el concentrado de molibdeno, previo a la tostación oxidante. La implementación del proyecto considera la aplicación del proceso Brenda, incorporando para ello los equipos necesarios para el tratamiento de 28.000 tpa de concentrado de molibdeno con una ley de 3% de cobre y 50 % de molibdeno para obtener un producto cuyo concentrado de molibdeno contenga menos de 0,2 % de cobre y 0,05 % de plomo. La descripción de la operación está enfocada a entregar el detalle de las operaciones y equipos de cada área involucrada en la planta de lixiviación de concentrados de molibdeno, basándose en la aplicación industrial del proceso Brenda en faenas mineras, descripciones de los equipos hechas por los proveedores y requerimientos operacionales indicados por Xstrata Copper. El presente informe contiene las descripciones de las operaciones unitarias, incluyendo las instalaciones de proceso, suministros necesarios y características principales de los equipos organizado por capítulos que siguen la línea del proceso.


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1.2 Objetivo del Documento •

Detallar operaciones unitarias involucradas en el proceso por áreas.

•

Describir las características y especificaciones generales de los equipos principales.

•

Comprender el proceso y alcances del proyecto.

1.3 Resumen del Proceso e Instalaciones


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La planta de lixiviación de concentrados se ubicará en las actuales instalaciones de Altonorte, a 25 Km. al sudeste de Antofagasta en el Sector La Negra a 500 m .s.n.m. La ejecución del proyecto considera la aplicación de la tecnología Brenda para tratar 28.000 toneladas anuales de concentrado de molibdeno con una ley de diseño de cobre de 3 % y de molibdeno de 50 % con una disponibilidad de 93 % de la planta. El proceso Brenda permite la descobrización del concentrado de molibdenita, previo a la etapa de tostación, en el que la disolución del molibdeno es menor al 0,05 %, lo que indica que es un proceso altamente selectivo. La eliminación de impurezas del concentrado se realiza mediante la lixiviación del cobre con una solución acidificada con ácido clorhídrico y conteniendo cloruro férrico, cloruro cúprico y cloruro de calcio, a temperaturas del orden de 110ºC a 140°C. La pulpa producto de la lixiviación es enfriada y se separa el concentrado de la solución mediante etapas sucesivas de filtración y lavado. La solución obtenida producto de la lixiviación, con cobre en solución, es cementada con chatarra de fierro, obteniéndose como subproducto del proceso, precipitado de cobre. Luego, la solución producto de la cementación, conteniendo principalmente cloruro ferroso es regenerada con cloro gaseoso comprimido para ser reutilizada en la lixiviación. El concentrado de molibdeno enriquecido es filtrado y lavado, para posteriormente ser secado y envasado en maxisacos o enviado por transporte neumático a tostación, mientras que la solución ferrosa proveniente de la etapa de filtrado y lavado, constituye una solución rica (PLS) y otra pobre (lavado) en iones respectivamente, las que son almacenadas de acuerdo a su concentración. Fracciones de ambas soluciones son enviadas a la etapa de cementación donde se obtiene cemento de cobre. Posteriormente, la solución filtrada de cementación es clarificada y conducida al estanque de alimentación a cloración y eventualmente parte de ella constituirá la solución de purga cuando el circuito lo requiera para mantener el balance de férrico y ferroso. La solución férrica adicionada en la etapa de preparación e indispensable para la lixiviación, es regenerada por cloración de la solución ferrosa que es reciclada en el proceso. El diagrama de flujo resumido se muestra en la figura 1.3.1 que describe las etapas principales del proceso. La planta en términos generales se divide en las áreas que se indican a continuación: • • • • • • •

General y Servicios (1456) Recepción y Preparación (1451) Lixiviación y Enfriamiento (1452) Filtración y Lavado de Concentrado (1453) Secado, Almacenamiento y Envasado (1454) Cementación Cobre (1455) Cloración (1480)


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Informe de Procesos XSTRATA COPPER - ALTONORTE ING. DE DETALLES PTA. LIXIVIACIÓN MOLIBDENO

H-325879-C10 0-F-RP-002

DESCRIPCIÓN DE OPERACIÓN H-329366-1450-F-RP-001 NO. PROYECTO: H-329366 REV. B, PÁGINA 6 DE 24

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Informe de Procesos XSTRATA COPPER - ALTONORTE ING. BÁSICA AVANZADA PTA. LIXIVIACIÓN MOLIBDENO

DESCRIPCIÓN DE OPERACIÓN H-329366-1450-F-RP-002 N° PROYECTO: H-329366 REV. A, PÁGINA 7 DE 24

2.0 RECEPCIÓN Y PREPARACIÓN (1451) 2.1 Recepción El concentrado de molibdeno, en el cual el molibdeno se encuentra presente como molibdenita (MoS2), junto a minerales sulfurados de cobre, plomo y otros, se obtiene mayoritariamente como subproducto del proceso de concentración por flotación de cobre y, constituye la materia prima que vendrá en maxisacos de 1.000 y 1.500 kg. desde proveedores externos, los que serán transportados en camiones a la planta de lixiviación de Altonorte y serán almacenados en la bodega dispuesta para tal objetivo, a un costado de la planta. Los camiones se ubicarán en el sector establecido para la descarga de los maxisacos de concentrado de molibdeno, donde una grúa horquilla lo depositará en la zona de manejo de concentrado, allí se procederá con el pesaje en una báscula, cuyo valor será registrado junto con el número de lote, además se llevará a cabo el muestreo tendiente a obtener el porcentaje de humedad, determinación de las especies de cobre, leyes de molibdeno, cobre y plomo. Las



2.0 RECEPCIÓN Y PREPARACIÓN (1451) 2.1 Recepción El concentrado de molibdeno, en el cual el molibdeno se encuentra presente como molibdenita (MoS2), junto a minerales sulfurados de cobre, plomo y otros, se obtiene mayoritariamente como subproducto del proceso de concentración por flotación de cobre y, constituye la materia prima que vendrá en maxisacos de 1.000 y 1.500 kg. desde proveedores externos, los que serán transportados en camiones a la planta de lixiviación de Altonorte y serán almacenados en la bodega dispuesta para tal objetivo, a un costado de la planta. Los camiones se ubicarán en el sector establecido para la descarga de los maxisacos de concentrado de molibdeno, donde una grúa horquilla lo depositará en la zona de manejo de concentrado, allí se procederá con el pesaje en una báscula, cuyo valor será registrado junto con el número de lote, además se llevará a cabo el muestreo tendiente a obtener el porcentaje de humedad, determinación de las especies de cobre, leyes de molibdeno, cobre y plomo. Las pruebas de laboratorio se realizarán en las instalaciones de Altonorte. Los maxisacos, al interior de la bodega de concentrado, serán desplazados mediante 2 puentes grúa tipo portal y trasladados a un área donde serán izados mediante un tecle eléctrico con monorriel y descargados a una tolva de 2 t. de capacidad. Esta tolva cuenta con un sistema colector de polvo. Un alimentador de tornillo transportará el concentrado hasta el estanque de preparación. La capacidad de la bodega de almacenamiento de concentrado será para aproximadamente 1 semana de abastecimiento para la planta de lixiviación de concentrados de molibdeno, equivalente a 580 t.

2.2 Preparación La etapa de preparación considera tres estanques, uno de preparación de la pulpa a lixiviar de 25 m 3, uno de acondicionamiento de 50 m 3 y el otro para almacenamiento de 50 m 3, que alimentará a los reactores de lixiviación. El primer estanque de 25 m 3 de volumen útil y capacidad suficiente para preparar una carga de lixiviación para dos reactores, será tapado y fabricado en fibra de vidrio reforzada con poliéster (FRP) para evitar el efecto corrosivo de la solución férrica. Poseerá un agitador que se encargará de homogeneizar la pulpa y evitar la sedimentación del concentrado de molibdeno. La secuencia para preparación será de la siguiente forma:

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Se adiciona solución férrica en primera instancia en un volumen fijo, luego se agrega el ácido clorhídrico en un volumen de 0,81 m 3, cuyo tiempo de adición es de 5 minutos. A continuación se agrega la cantidad de concentrado de molibdeno de acuerdo a la ley de cobre, donde las reacciones de este elemento gobiernan el tiempo de las reacciones de lixiviación. Se estima que el tiempo necesario para el carguío de concentrado es de 50 minutos. A continuación se incorpora el cloruro de calcio necesario, solamente en la proporción para su ajuste a 10 % en peso de la solución lixiviante, de acuerdo a las concentraciones presentes en la solución férrica regenerada a partir de la recirculación de la solución ferrosa. Se estima que esta cantidad estaría cercana a 0,6 t. en un tiempo de 10 minutos. Posteriormente se agrega la solución férrica faltante para completar la concentración del ión férrico necesario para la lixiviación. Finalmente se adiciona el agua necesaria para lograr las concentraciones de iones requeridas para la etapa siguiente y obtener el porcentaje de sólidos óptimo para la lixiviación, correspondiente a 35% de sólidos. Un vez que se han agregado todos los componentes requeridos para la preparación, se continúa con la etapa de acondicionamiento de la pulpa, para lo cual se procede a traspasar la pulpa al estanque de acondicionamiento, de 50 m3 de capacidad, donde esta permanece hasta completar un tiempo aproximado de 6 horas. Esta etapa es de vital importancia para reducir el tiempo de residencia en el reactor de lixiviación, ya que las pruebas batch escala laboratorio, encargadas por Altonorte, indican que entre el 20 a 50% del cobre es extraído en esta etapa. La temperatura de la pulpa se eleva levemente por efecto de las reacciones de lixiviación tempranas que ocurren por la agitación. Transcurrido el tiempo de acondicionamiento, se procede a traspasar la pulpa al estanque de alimentación a lixiviación, el cual cuenta con la misma capacidad del estanque de acondicionamiento; desde este estanque la pulpa será alimentada a los reactores de lixiviación. Eventualmente el tiempo de acondicionamiento puede completarse en el estanque de alimentación a lixiviación. Cabe señalar que las bombas de alimentación de solución férrica a preparación serán del tipo centrífuga horizontal y fabricadas en Titanio, material plástico o FRP, mientras que las de traspaso entre estanques y alimentación a lixiviación serán de diafragma, accionamiento neumático y carcasa de polipropileno. Los vapores generados tanto en la etapa de preparación como en la de almacenamiento serán enviados a un sistema de manejo de gases.


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La figura 2.2.1 muestra un diagrama simplificado de esta etapa.

Figura 2.2.1: Esquema del área de preparación.


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3.0 LIXIVIACIÓN y ENFRIAMIENTO (1452) 3.1 Lixiviación Se considerarán dos reactores de lixiviación con agitador de 12,5 m 3 de capacidad nominal cada uno, los que disponen de un revestimiento interior vidriado y una chaqueta externa para circulación de vapor y se encuentran completamente sellados. El concentrado de molibdeno, con alto contenido en cobre y plomo, proveniente de la etapa de preparación es alimentado a cada reactor de manera no simultanea. El tiempo requerido para la alimentación de cada reactor se estima en 10 minutos. Una vez que se ha cargado uno de los reactores, se inicia el calentamiento de la pulpa, abriendo la válvula de alimentación de vapor a la chaqueta del reactor, hasta lograr una temperatura de 90°C. Una vez que la pulpa ha alcanzado esta temperatura, se cierra la válvula interrumpiendo el paso de vapor a la chaqueta del reactor. A partir de allí, las reacciones de disolución de las impurezas generan calor por su condición exotérmica, que hacen que la temperatura se eleve hasta un rango entre los 110°C a 140°C, de la misma forma la presión interna en el reactor se eleva por sobre los 25 PSI. El tiempo de calentamiento y posterior reacción serán contabilizados en PLC de la sala de control de la planta. De acuerdo a las pruebas batch a nivel laboratorio encargados por Altonorte, el tiempo de lixiviación es de 90 minutos. Una vez transcurrido 150 a 180 minutos desde el comienzo del calentamiento, el reactor de lixiviación estará en condiciones de ser descargado gravitacionalmente al reactor de enfriamiento, lo que dependerá del nivel del estanque de alimentación al filtro de prensa. Antes de descargar el reactor, se abrirá la válvula de venteo del reactor, la que permitirá extraer los vapores producidos durante la lixiviación, conduciéndolos al sistema lavador de gases y posteriormente descargándolos a la atmósfera. Cada reactor de lixiviación cuenta con un sistema mecánico de protección por sobrepresión consistente en un disco de ruptura. En caso de rotura del disco, la pulpa será enviada al estanque de preparación de concentrado de molibdeno.


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A continuación se entrega un esquema simplificado de los reactores de lixiviación.

Figura 3.1.1: Esquema del área de lixiviación.


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3.2 Enfriamiento El área de enfriamiento contará con un reactor de enfriamiento con agitador, revestido interiormente de vidrio, con una capacidad nominal de 25 m 3, que se traduce en la capacidad de dos reactores de lixiviación. El reactor de enfriamiento podrá recibir la descarga de dos reactores de lixiviación en forma separada y consecutiva, la pulpa de alimentación con una temperatura entre 110 °C a 140 °C, es enfriada hasta los 70°C mediante convección forzada, haciendo circular agua a través de la chaqueta del reactor. La temperatura de enfriamiento se ha definido de tal manera que la pulpa se encuentre en condiciones de ser alimentada al filtro de prensa, cuyo material de fabricación de placas y telas es polipropileno, el cual tiene una temperatura máxima de operación recomendada de 80 °C. Un estanque de acumulación de pulpa enfriada, alimentará al filtro de prensa del concentrado de molibdeno. Este estanque será fabricado en FRP y tendrá una capacidad igual al reactor de enfriamiento, es decir, un volumen nominal de 25 m 3. Poseerá un sistema de recirculación permanente y agitador para evitar la decantación del concentrado de molibdeno. Cuando el estanque de acumulación tenga un nivel entre vacío y a medio llenar, se procederá con la apertura de la válvula de venteo del reactor de enfriamiento para liberar presión y proceder a su descarga. Los vapores generados por esta operación y durante el enfriamiento serán transferidos al sistema lavador de gases. Al igual que los reactores de lixiviación, el reactor de enfriamiento posee disco de ruptura, que en caso de rotura, permitirá que la pulpa sea conducida al estanque de preparación de la carga de lixiviación. El sistema de enfriamiento considera un estanque y sistema de bombeo de una solución en agua de 20 % Etileno Glicol, la cual circula por la chaqueta del reactor enfriando la pulpa y saliendo del equipo a aproximadamente 40 °C. A continuación circula por un intercambiador de calor de placas, donde se enfría para ser recirculadas al reactor. Los intercambiadores de calor utilizan como fluido de enfriamiento agua, la cual circula por una torre de enfriamiento para disminuir la temperatura.


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Figura 3.2.1: Esquema del área de enfriamiento.

Estanque acumulación Filtración Vol. Útil 25 m3


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4.0 FILTRACIÓN Y LAVADO DE CONCENTRADO (1453) 4.1 Filtración y Lavado Desde el estanque de acumulación, se alimenta la pulpa mediante bombas de diafragma al filtro de prensa con un porcentaje de 35% de sólidos de concentrado de molibdeno lixiviado. El filtro de prensa cuenta con 65 cámaras de 1200 mm x 1200 mm, (tasa de filtración estimada 29,2 kg/m 2/h). Una vez completado el tiempo de alimentación, las bombas recircularan la pulpa al estanque de acumulación. El filtro operará en ciclos consecutivos, donde la primera etapa, la constituye la alimentación con un tiempo de 14 minutos y una presión de 100 PSIg, posteriormente se inicia el primer soplado con aire comprimido durante un tiempo de 8 minutos. Transcurrido este ciclo se procede a lavar el concentrado con agua, a la presión de 85 PSIg. El agua de lavado proviene de un estanque de agua fresca. Además, existe la posibilidad de utilizar, eventualmente, agua a mayor temperatura utilizando parte del vapor de la caldera para calentarla. El ciclo de lavado tiene una duración de 9 minutos.

La siguiente etapa lo conforma el soplado final, con una duración de 24 minutos. Para ambas etapas de soplado, la presión del aire es de 90 PSIg. El tiempo total del ciclo de filtración se estima en una hora, considerando 5 minutos para la apertura y cierre de válvulas, además de la descarga del queque filtrado. El concentrado proveniente de la etapa de filtración, con una humedad menor a 12 %, será descargado a una tolva, la que cuenta con un alimentador de tornillo que transfiere el concentrado a un secador de tipo multidisco. Desde la etapa de filtración se obtienen dos soluciones, donde la proveniente del primer soplado, denominada solución rica, debido a la alta concentración de cloruro ferroso (FeCl 2) y cloruro de cobre (CuCl 2) La solución resultante del segundo soplado es la solución pobre de lavado. La solución rica, generada en el primer soplado del filtro de concentrado de molibdeno lixiviado alimenta por gravedad un decantador de 3,5 m 3, cuya función es separar por sedimentación finos de concentrado de tamaños de 1 a 2 micrones, que pasan el filtro en la solución rica. Este decantador genera una solución rica de reboce clara y limpia, que alimenta un estanque de solución rica de 38 m 3 de capacidad y que es suficiente para cubrir el abastecimiento de 2 ciclos de lixiviación. La solución pobre de lavado y la proveniente del segundo soplado del filtro de prensa de concentrado, alimenta por gravedad un decantador de 3,5 m 3, cuya función es separar por sedimentación finos de concentrado de tamaños de 1 a 2 micrones, que pasan el filtro en la solución pobre. Este decantador genera una solución pobre de reboce clara y limpia que alimenta un estanque de solución pobre de lavado de 46 m 3, que es suficiente para 6 horas de operación del filtro.


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La descarga de ambos decantadores es conducida a un estanque desde donde es bombeada al estanque de alimentación al filtro prensa. Los líquidos provenientes del lavado de las telas y manifold, serán llevados al sistema colector de derrames de la planta.

Filtro de Prensa 65 cámaras 1200x1200mm

12% Humedad

Figura 4.1.1: Esquema del área de filtrado de concentrado.


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5.0 SECADO, ALMACENAMIENTO Y ENVASADO (1454) 5.1 Secado, Almacenamiento y Envasado El secado del concentrado de molibdeno proveniente de la etapa de filtrado con una humedad cercana al 12%, se realizará en un secador del tipo multidisco, donde el proceso se llevará a cabo en forma indirecta con vapor, con el objetivo de evitar la contaminación del concentrado de molibdeno, ya que de esta manera no existe contacto entre los gases de combustión y el concentrado. El producto del secador presentará una humedad de 0,4 %, con la finalidad de que este concentrado esté en condiciones de ser enviado mediante transporte neumático al tostador, en una futura implementación de este sistema. La descarga de la etapa de secado, será transportado mediante alimentadores de tornillo a un conjunto de tres silos de almacenamiento, de 25 t de capacidad cada uno, que cuentan con un sistema colector de polvo del tipo de filtro de mangas. El cono inferior de cada silo, contará con un fondo vibratorio (bin activator) que trasferirá el concentrado a un conjunto de transportadores de tornillo, que alimentarán a una máquina envasadora encargada de almacenar el concentrado en maxisacos. Los eventuales sólidos arrastrados en los gases generados por el secador, serán abatidos en el sistema limpiador de gases (scrubber).


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Figura 5.1.1: Esquema del área de secado de concentrado.

6.0 CEMENTACIÓN DE COBRE (1455) 6.1 Cementación Una fracción de la solución rica proveniente del estanque del mismo nombre, junto con la solución pobre de lavado en la proporción que sus concentraciones lo ameriten, es almacenada en el estanque de alimentación a cementación, el cual contará con una capacidad de 14 m 3 estimada preliminarmente. La cementación del cobre contenido en la solución rica se realizará en ciclos de duración total de 150 minutos nominal y 190 minutos de diseño, donde 10 minutos corresponden al tiempo de carguío del equipo con solución. Este equipo corresponde a un tambor cementador cuyo volumen total es de 30 m 3, de cual se utilizará un nivel de llenado de 50% equivalente a 15 m 3 de capacidad útil. El estanque de alimentación al cementador cuenta con sistema de incorporación eventual de lechada de cal (CaO), para el control del pH, el uso de este reactivo se determinará según los requerimientos de una operación segura. En primer lugar, el equipo se cargará con chatarra de hierro seleccionada, de alta área superficial y limpia, en lo posible despuntes de hojalata, la cual será adicionada al cementador rotatorio mediante un tecle con electroimán. El consumo de diseño de chatarra se estableció en 2 kg de hierro por 1 kg de cobre. A continuación, la solución rica será al imentada al tambor y se mantendrá en reacción durante el tiempo suficiente para precipitar el cobre contenido en dicha solución. Terminado este tiempo, se procederá a descargar la pulpa contenida en el cementador abriendo manualmente la escotilla de descarga. La solución residual así como el cemento de cobre producido, serán recibidos en los decantadores de 1,6 m 3 donde la pulpa será espesada a 35 % de sólidos, de donde será enviada al filtro mediante el uso de una bomba de diafragma. La solución de cementación clarificada en los decantadores rebalsará al estanque de reboce de 1,6 m 3, de donde será enviada por medio de una bomba centrífuga al estanque de solución filtrada.


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XSTRATA COPPER - ALTONORTE ING. BÁSICA AVANZADA PTA. LIXIVIACIÓN MOLIBDENO

Estanque Solu cion

Chatarra de Hierro

Rica 38 [m3 ]

Decantadores Estanque Solucion Pobre 46 [m3]

TK Alimentacion Cementación 3

14 m

Tambor Cementador Batch ΦxL= 3[m]x4[m]

Filtro Prensa

3

1,6 m

3

1,6m

Estanque Solucion Filtrada

Pulpa 35% solid os 14 m3

Figura 6.1.1: Esquema del área de cementación.

6.2 Filtrado y Envasado Un filtro de prensa se encargará de entregar el cemento de cobre con un 12 % de humedad, el que será almacenado en maxisacos para ser envasado por una maquina ensacadora. La solución filtrada será enviada a un clarificador. El clarificador es un equipo de rebose continuo y descarga discontinua, en el cual se produce la sedimentación de coloides de sales que precipitan de la solución de filtrado. Las sales sedimentadas serán descargadas con una concentración de sólidos de 60% en peso y enviado gravitacionalmente a la piscina de decantación, en donde el precipitado decantará, el líquido sobrenadante será extraído en forma periódica, y enviada al estanque de solución de rechazo para ser conducida a planta de tratamiento de polvos de fundición. Finalmente, el precipitado con una humedad residual aproximado de 30%, será extraído desde la piscina con un cargador frontal y entregado a un estanque de rechazo para ser conducido a planta de tratamiento de polvos de fundición.


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La solución ferrosa obtenida del rebose del clarificador, es enviada en forma gravitacional al estanque de solución ferrosa. El estanque de solución ferrosa cuenta con una bomba de descarga, la cual impulsa en forma continúa la solución al estanque de alimentación a oxidación y al de solución de rechazo como flujo de purga. El control de la repartición se realizará en base a información entregada por flujómetros instalados en la línea de impulsión de solución y de conducción de la solución a la etapa de Cloración. La definición de la purga, cuyo objetivo es controlar los excesos de ión ferroso, estará dada por el balance operacional de ferroso en la solución.

Figura 6.2.1: Esquema del área de filtrado y envasado del cemento de cobre.


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7.0 CLORACIÓN (1480) 7.1 Cloración La solución rica proveniente del filtro de prensa y la solución ferrosa proveniente de cementación son recibidas en el estanque de alimentación a cloración, el cual se encuentra dentro de las instalaciones de la planta de cloración. La planta de cloración ha sido diseñada por una empresa especialista y contará con un reactor de operación continua.


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8.0 GENERAL Y SERVICIOS (1456) 8.1 Sistema de Almacenamiento de Solución Férrica (FeCl 3) Se contará con una capacidad de almacenamiento de 150m 3 de solución férrica, proveniente de la regeneración de solución ferrosa en la etapa de cloración, cuya capacidad asegura el abastecimiento de aproximadamente 1 día de operación. Esta capacidad de almacenamiento está dividida en 3 estanques de 50 m 3 cada uno, dos de los cuales forman parte de la planta de lixiviación y uno forma parte de la planta de cloración. Debido a la naturaleza corrosiva de la solución, el estanque estará fabricado de fibra de vidrio reforzada con poliéster (FRP). Las bombas encargadas de distribuir la solución al estanque de preparación deberán ser de un material plástico u otro resistente a la corrosión. Se deberá tener especial cuidado con la manipulación de este agente lixiviante, ya que aun cuando no es inflamable es fuertemente irritante y corrosivo para la piel, ojos y membranas mucosas, provocando quemaduras graves y daño permanente al tejido con el cual entre en contacto.

8.2 Sistema de Almacenamiento de Cloruro de Calcio (CaCl 2) Se contará con un sistema de almacenamiento de cloruro de calcio sólido que consistirá en una tolva con una capacidad de 2 t., donde serán descargados los maxisacos de este catalizador. El sistema se adicionará al estanque de preparación mediante un alimentador de tornillo. El manejo de este reactivo presenta riesgo moderado a la salud, ya que puede generar irritación en la piel, ojos, tracto respiratorio e intestinal, sin embargo en contacto con metales como zinc o sodio, genera gas hidrógeno inflamable. Además se debe evitar el contacto con metales como el bronce, acero , aluminio o metales ferrosos que puede corroer. Se debe evitar el contacto con ácido sulfúrico.


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8.3 Sistema de Almacenamiento de Ácido Clorhídrico (HCl) Se dispondrá de un estanque de almacenamiento de ácido clorhídrico, tapado con venteo y revestido de goma. Dicho estanque tendrá una capacidad de 60 m3. Camiones de 20 m 3 abastecerán de ácido a la planta, donde una bomba centrífuga de material plástico lo descargará en el estanque de almacenamiento. Unas bombas dosificadoras serán las encargadas de enviar el ácido clorhídrico al estanque de preparación, como reactivo para controlar el pH de la solución lixiviante. Este ácido es normalmente estable, excepto en presencia de agua, por lo tanto es necesario evitar el contacto con ella, debido a que se produce una fuerte reacción exotérmica con salpicaduras. Se debe evitar el contacto con chispas y metales ya que en este último caso puede producir gas hidrógeno inflamable.

8.4 Sistema de Preparación y Almacenamiento de Cal (CaO) El sistema de manejo de cal está diseñado para neutralizar las purgas de solución con un consumo estimado de 3,5 toneladas diarias. Entre los equipos que se considerará para tal efecto, se cuenta una tolva que recibirá los sacos de este reactivo y, mediante un tornillo, se descargará a un estanque con agitador que cumplirá la función de apagar la cal y almacenarla para su distribución para control de pH. Cabe señalar las condiciones de e xotermicidad que presenta la cal cuando se encuentra en presencia de agua.

8.5 Sistema de Manejo de Soluciones Ferrosas. La solución rica, generada en el primer soplado del filtro de concentrado de molibdeno lixiviado alimenta por gravedad un decantador de 3,5 m 3, cuya función es separar por sedimentación finos de concentrado de tamaños de 1 a 2 micrones, que pasan el filtro en la solución rica. Este decantador genera una solución rica de reboce clara y limpia, que alimenta un estanque de solución rica de 38 m 3 de capacidad y que es suficiente para cubrir el abastecimiento de 2 ciclos de lixiviación. La solución pobre de lavado y la proveniente del segundo soplado del filtro de prensa de concentrado, alimenta por gravedad un decantador de 3,5 m 3, cuya función es separar por sedimentación finos de concentrado de tamaños de 1 a 2 micrones, que pasan el filtro en la solución pobre. Este decantador genera una solución pobre de reboce clara y limpia que alimenta


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un estanque de solución pobre de lavado de 46 m 3, que es suficiente para 6 horas de operación del filtro. La descarga de ambos decantadores es conducida a un estanque desde donde es bombeada al estanque de alimentación al filtro prensa. Desde ambos estanques,de solución rica y solución pobre se tiene la opción de alimentar en forma conjunta o por separado con solución ferrosa al estanque de alimentación a cementación, o bien, al estanque de solución ferrosa que será sometida a cloración. El primer estanque alimentará con solución ferrosa a cementación para la precipitación del cobre disuelto. Este estanque tendrá una capacidad de 14 m 3. El estanque de alimentación a oxidación será con tapa y fabricado en FRP, el cual tendrá una capacidad de 38 m 3 para abastecer por 6 horas a cloración. Este estanque se encargará de almacenar solución ferrosa rica y/o pobre en la proporción que lo amerite sus concentraciones de ión ferroso, además de la solución proveniente del estanque que acumula el rebose del clarificador, que recibe la solución filtrada de cementación. Al estanque de alimentación a cloración, se le incorporará ácido clorhídrico para controlar el pH de la solución y descargará allí la línea de alivio de presión del reactor de cloración. Todos los estanques de almacenamiento de solución ferrosa deberán estar fabricado con FRP, al igual que las bombas impulsoras o de traspaso.

8.6 Sistema de Tratamiento y Abatimiento de Gases Este sistema permite tratar los vapores y gases provenientes de los estanques de preparación y almacenamiento de concentrado de molibdeno y de los reactores de lixiviación y enfriamiento. Los vapores serán captados desde los puntos indicados anteriormente y transportados al sistema limpiador de gases, (scrubber), el cual retiene las partículas arrastradas con los gases y vapores. Para ello, el scrubber emplea una solución ligeramente alcalina, a fin de mejorar la captación de compuestos contaminantes, que caerán abatidos al estanque como solución saturada. La solución alcalina será p reparada en el estanque mencionado en 8.4. Los gases limpios, serán aspirados por un ventilador extractor de tiro inducido hasta la chimenea que los liberará a la atmósfera. Las bombas, estanque, la chimenea y el scrubber estarán fabricados de fibra de vidrio reforzada con poliéster (FRP) capaz de resistir las condiciones corrosivas de los gases.


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8.7 Sistema de Abatimiento de Gas Cloro Este sistema es parte del suministro de la planta de cloración, por lo que su diseño será realizado por una empresa especialista en el manejo de estos sistemas.

8.8 Sistema de Suministro de Vapor El vapor necesario para el calentamiento de la pulpa y para la operación del secador de concentrado, será suministrado por una caldera que utilizará como combustible petróleo que será almacenado en un estanque de abastecimiento. Un estanque de alimentación a la caldera colectará el agua condensada desde el secador y los reactores de lixiviación y enfriamiento, además de la reposición de agua, para compensar la pérdida por evaporación.


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Ingeniería Planta de Lixiviación de Molibdeno.pdf

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